Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit
Betrachten Sie die obige Abbildung. Dargestellt ist die Abnahme der HCl-Konzentration im Erlenmeyerkolben während der Umsetzung von Salzsäure mit Magnesium oder Zink. Zu Beginn ist die HCl-Konzentration hoch (zum Beispiel 1 mol/l), am Ende der Reaktion liegt die HCl-Konzentration bei 0 mol/l. Wie man solche Konzentrations-Zeit-Kurven berechnet, haben Sie auf den vorherigen Seiten gesehen.
Wir wollen nun die Durchschnittsgeschwindigkeiten während der einzelnen Zeitintervalle berechnen. Dazu modifizieren wir die Graphik ein wenig:
Der erste Zeitintervall erstreckt sich von t = t0 bis t = t1. In unserem Beispiel mit der Salzsäure und dem Magnesium hatten wir das H2-Volumen jede Sekunde ermittelt, also wäre hier eine Sekunde ein geeignetes Zeitintervall. Das zweite Zeitintervall geht dann von t1 bis t2, erstreckt sich also über die zweite Sekunde der Reaktion.
Am Anfang des ersten Zeitintervalls betrug die HCl-Konzentration genau 1 mol/l. Am Ende des ersten Intervalls hatte die Konzentration auf 0,85 mol/l abgenommen, und am Ende des zweiten Intervalls betrug die HCl-Konzentration nur noch 0,72 mol/l (siehe Tabelle auf der vorherigen Seite).
Die Durchschnittsgeschwindigkeit für einen Zeitraum Dt ergibt sich aus dem Differenzenquotienten:
Durchschnittsgeschwindigkeit in der ersten Sekunde
Die HCl-Konzentration ging in der ersten Sekunde von 1,00 mol/l auf 0,85 mol/l zurück, also um 0,15 mol/l. Damit kommen wir auf eine Durchschnittsgeschwindigkeit von
v = 0,15 mol l-1 s-1
Durchschnittsgeschwindigkeit in der zweiten Sekunde
Die HCl-Konzentration ging in der zweiten Sekunde von 0,85 mol/l auf 0,72 mol/l zurück. Daraus errechnet sich für die zweite Sekunde eine Durchschnittsgeschwindigkeit
v = 0,13 mol l-1 s-1.
Hier noch einmal eine zusammenfassende Graphik:
Die Momentangeschwindigkeit
